איך עובדת מכונית חשמלית

אם אתם מחפשים רכב ידידותי יותר לסביבה מרכב הבנזין הנוכחי שלכם כנראה שאתם מחפשים רכב חשמלי.

במאמר נסביר כיצד עובדת מכונית חשמלית ואיך היא מביאה אותכם ממקום למקום.

היסודות של מכונית חשמלית

בניגוד לרכב טיפוסי עם מנוע בעירה פנימית (ICE) שפועל על דלק, רכבים חשמליים אינם דורשים  מנוע בעירה באמצעות דלק הנשרף כדי לייצר את האנרגיה הדרושה לנסיעה. במקום זאת, הם משתמשים באנרגיה חשמלית המאוחסנת בסוללות שלהם כדי לסובב את המנוע החשמלי (או המנועים) המחוברים לגלגלים ולהניע את המכונית קדימה. ככאלה, לרכבים חשמליים יש פחות חלקים נעים מרכבי בנזין ובדרך כלל דורשים פחות תחזוקה (ללא החלפות שמן).

ישנם מספר סוגים שונים של רכבים שנחשבים לרכבים חשמליים, החל מהיברידיות פלאג-אין ועד לרכבים המונעים על ידי סוללות, ואפילו מכוניות המונעות על ידי תאי דלק מימן. בעוד שמכוניות היברידיות משתמשות בכמות קטנה של חשמל, הן עדיין נחשבות בדרך כלל לכלי רכב מונעי בנזין, אם כי יעילים יותר. אנו נתמקד במיוחד כיצד פועלים רכבים חשמליים.

המדע מאחורי הסוללה במכונית חשמלית

לכל מכונית חשמלית  יש ערכת סוללות המורכבת מקבוצות של סוללות ליתיום-יון, או תאים, המספקות את הכוח הדרוש לכל דבר, מהזזת המכונית ועד הפעלת מיזוג האוויר. הסוללות  בדרך כלל ממוקמות בתחתית הרכב בין הגלגלים.

הסוללה של מכונית חשמלית נטענת בדומה לסוללת הליתיום-יון בטלפון הסלולרי שלך, אבל בקנה מידה גדול בהרבה. מחברים אותה לרשת החשמל דרך שקע חשמל רגיל או עמדת טעינה.. כמה אנרגיה יכולה להכיל סוללה של מכונית חשמלית  תלויה בקיבולת שלה, הנמדדת בקילווואט-שעה (קוט"ש). ככל שהמספר גבוה יותר, כך הקיבולת גבוהה יותר, וככהנוכל לנסוע רחוק יותר במכונית חשמלית  בטעינה אחת.

גדלי הסוללה שונים עבור כל מכונית חשמלית, דגמים רבים מציעים גם אפשרויות גודל סוללה מרובות (ככל שהסוללה גדולה יותר, המכונית יקרה יותר). לדוגמה, בחו"ל יונדאי קונה חשמלית 2024 מגיעה עם אפשרות סוללה קטנה יותר לנסיעות קצרות (48.6kWh לטווח של 197 מייל) וגדולה יותר (64.8kWh) עם טווח של 416 ק"מ.

בעבר, לרוב המכוניות החשמליות בחו"ל  היו סוללות ניקל קובלט מנגן (NCM) שהן צפופות יותר באנרגיה ומציעות הספק וטווח גבוה. לאחרונה, יצרניות רכב עברו לסוג חדש של סוללות, הנקראות ליתיום ברזל פוספט (LFP), בדגמי הבסיס שלהן.

טסלה, פורד לדוגמא אימצו אותן מכיוון שהן עולות פחות – ללא קובלט וניקל יקרים – ומשיגות את אותו טווח נשיעה משוער לפי תקן EPA. יחד עם זאת, סוללות LFP מאבדות טווח מהר יותר במזג אוויר קר ויש להן פחות כוח. לכן, סוללות NCM עדיין נחשבות בדרך כלל לאופציה רצויה יותר, פרימיום, אם כי חברות מסוימות עובדות על חבילות LFP מתקדמות עבור כלי רכב עתידיים.

בסופו של דבר, שני סוגי הסוללות עדיין פועלים בדרך כלל על אותם עקרונות בסיסיים. בניגוד לחשמל המגיע משקע טיפוסי בקיר, הם מוציאות זרם ישיר (DC). על מנת ליצור כוח סיבובי, יש להמיר את ההספק הזה לזרם חילופין (AC). כאן נכנס לתמונה העיצוב של המנוע של EV.

עיצוב המנוע חשמלי במכונית חשמלית

במכונית חשמלית לא צריך ללחוץ על הגז ולהצית בנזין כדי להזיז את גלגלי המכונית. במקום זאת, היא משתמשת באלקטרומגנטים בתוך המנוע המופעלים על ידי הסוללה כדי ליצור כוח סיבוב.

בתוך המנוע יש שני סטים של מגנטים. סט אחד מחובר לציר המסובב את גלגלי המכונית, והשני נמצא בתוך הבית המקיף את הציר הזה. שתי קבוצות המגנטים טעונות כך שהקוטביות שלהן זהה, והן דוחות אחת את השנייה. כוחם של המגנטים הנדחפים זה מזה מסובב את הציר, מסובב את הגלגלים ומניע את המכונית קדימה.

כדי לשמור על מצב של דחייה בין המגנטים, הקוטביות שלהם צריכה להשתנות כל הזמן כשהפיר מסתובב. אחרת, הם בסופו של דבר היו מסתובבים בחזרה לנקודה שבה הם ימשכו במקום להדוף אחד את השני ולהינעל במקומם. כוח AC עושה זאת באופן אוטומטי, כל הזמן לסירוגין בין חיובי לשלילי. אבל מכיוון שהכוח מהסוללה של מכונית חשמלית הוא DC,  יש צורך במכשיר הנקרא מהפך (INVERTER) כדי להמשיך ולהפוך את הקוטביות של המגנטים.

מהפך של מכונית חשמלית הופך את הקוטביות במהירות, בסביבות 60 פעמים בשנייה, כדי לשמור על כוח הסיבוב. ממיר DC נפרד משמש להפניית חשמל למערכות רכב אחרות (חימום, מידע, בידור ותאורה) שאינן דורשות זרם AC. הנהג יכול לשנות את תדירות הזרם הנשלח למנוע, וככל שהתדירות גבוהה יותר כך הקוטביות מתהפכת בתדירות גבוהה יותר. זה יוצר כוח סיבובי יותר, או מומנט, ומסובב את הגלגלים מהר יותר.

טעינת מכונית חשמלית

כאן תוכלו למצוא קישור למאמר בנושא טעינת רכב חשמלי שיענה על כל שאלותכם.

כמה רחוק נוסעת מכונית חשמלית?

ללא ספק הנושא הבוער ביותר הוא חרדת טווח, האם מכונית חשמלית יכולה להגיע לכל המקומות שאני רוצה מבלי להיתקע באמצע.

מכיוון ואין נכון לרגעים אלה סטטיקטיקה מסודרת ממשרד התחבורה לגמרי ממוצעים שונים ברכבים חשמליים כמו טווח נסיעה ממוצע, קיבולת וכו אנחנו נסתמך על הנתונים שפרסם משרד התחבורה האמריקאי.

טווח הנסיעה הממוצע של מכונית חשמלית בארה"ב עומד על 432 ק"מ אך הקצוות של הסקאלה הם רחוקים מאוד. החל מ-180 ק"מ לטווח הנמוך ועד 825 ק"מ לטווח העליון.

כמובן שישנם משתנים רבים שמשפיעים על הטווח כגון: שימוש במערכות נוספות, מזג האוויר, תנאי הכביש, סוג הנסיעה והנהיגה ועוד.

למזלנו אנו חיים במדינה קטנה כך שטווח הנסיעה החשמלי לא אמור להוות בעיה לרוב המכריע של הנהגים בארץ.

אם המכונית החשמלית שלכם מיועדת בעיקר לנסיעות עירוניות הנושא צריך להטריד אותכם אף פחות מכיוון ונסיעה עם עצירות מרובות טוענת את המכונית החשמלית בזכות מערכת הבלימה הרגנרטיבית אשר טוענת את הסוללות.

מקווים שעזרנו לכם להבין טוב יותר כיצד עובדת מכונית חשמלית.

במידה ואתם זקוקים לעזרה בבחירת רכב חשמלי, צוות היועצים שלנו עומד זמין לרשותכם במייל או בוואטסאפ.

נושאים בכתבה זו
רכב חשמלי BYD

ענקית הרכב הסינית BYD (Build Your Dreams) היא אחד היצרני הרכב החשמלי הפופולריים והאהובים בישראל. את שנת 2023 היא סיימה עם הדגם הנמכר ביותר בישראל

קרא עוד »

השאירו פרטים לשיחת ייעוץ ללא עלות

שם מלא *
טלפון *

בלחיצה על כפתור שלח אני מסכים לקבל מיילים ו-SMS מכתובת האתר ולתנאי השימוש באתר

סינון הרכבים

price-filter-button-02
פילטר-מחיר – slider
03,599,900
availability-filter-02
brand-filter-02
engine-filter-02
category-filter-02